DE102012013350B4 - Electromagnet, electromagnetically actuated brake and brake motor - Google Patents
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Abstract
Elektromagnet, insbesondere Bremsspule, insbesondere für eine elektromagnetisch betätig bare Bremse, wobei der Elektromagnet eine in einem Spulenträger aufgenommene Spulenwicklung aufweist, wobei der Spulenträger in einem Magnetkörper aufgenommen ist, wobei der Magnetkörper zwei- oder mehrteilig aufgebaut ist, wobei ein Innenpol aus einem ersten Material gefertigt ist und wobei der Außenpol aus einem zweiten Material gefertigt ist, wobei das erste Material eine höhere spezifische magnetische Permeabilität aufweist als das zweite Material, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Material ein Stahl oder ein Ferrit ist und/oder dass das zweite Material ein Sphäroguss ist.Electromagnet, in particular brake coil, in particular for an electromagnetically actuated bare brake, wherein the electromagnet has a coil formed in a bobbin coil winding, wherein the bobbin is received in a magnetic body, wherein the magnetic body is constructed in two or more parts, wherein an inner pole of a first material is manufactured and wherein the outer pole is made of a second material, wherein the first material has a higher specific magnetic permeability than the second material, characterized in that the first material is a steel or a ferrite and / or that the second material is a ductile iron is.
Description
Die Erfindung betrifft einen Elektromagnet, eine elektromagnetisch betätigbare Bremse und einen Bremsmotor.The invention relates to an electromagnet, an electromagnetically actuated brake and a brake motor.
Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektromagnet eine Spulenwicklung aufweist, die in einen Magnetkörper eingelegt ist.It is well known that an electromagnet has a coil winding which is inserted in a magnetic body.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Elektromagneten bei einfacher Herstellung und für eine möglichst kompakte leistungsfähige Bremse weiterzubilden.The invention is therefore the object of developing an electromagnet with a simple production and for a compact as possible powerful brake.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektromagnet nach den in Anspruch 1 oder 2, bei der elektromagnetisch betätigbaren Bremse nach den in Anspruch 14 und bei dem Bremsmotor nach den in Anspruch 15 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the electromagnet according to the
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektromagnet sind, dass der Elektromagnet, insbesondere Bremsspule, insbesondere für eine elektromagnetisch betätigbare Bremse,
eine in einem Spulenträger aufgenommene Spulenwicklung aufweist,
wobei der Spulenträger in einem Magnetkörper aufgenommen ist,
wobei der Magnetkörper zwei- oder mehrteilig aufgebaut ist,
wobei ein Innenpol aus einem ersten Material gefertigt ist und wobei der Außenpol aus einem zweiten Material gefertigt ist,
wobei das erste Material eine höhere spezifische magnetische Permeabilität aufweist als das zweite Material.Important features of the invention in the electromagnet are that the electromagnet, in particular brake coil, in particular for an electromagnetically actuated brake,
has a coil winding accommodated in a coil carrier,
wherein the bobbin is received in a magnetic body,
wherein the magnetic body is constructed in two or more parts,
wherein an inner pole is made of a first material and wherein the outer pole is made of a second material,
wherein the first material has a higher specific magnetic permeability than the second material.
Von Vorteil ist dabei, dass der Innenpol eine hohe magnetische Feldstärke ohne in Sättigung zu gehen durchleitet. Der Außenpol ist aus einem anderen, beispielsweise kostengünstigeren, Material als der Innenpol herstellbar. Somit ist im Innenpol eine hohe Feldstärke vorsehbar, bevor die Sättigung des Materials erreicht wird. Der Außenpol ist zwar nur mit einer niedrigeren Feldstärke beaufschlagbar, bevor die Sättigung erreicht wird, weil niedriger permeables Material als für den Innenpol verwendet wird; jedoch ist der Außenpol aus einem kostengünstigeren Material fertigbar.The advantage here is that the inner pole passes through a high magnetic field strength without going to saturation. The outer pole can be produced from another, for example less expensive, material than the inner pole. Thus, a high field strength can be provided in the inner pole, before the saturation of the material is achieved. Although the outer pole can be acted upon only with a lower field strength before saturation is reached because lower permeable material is used than for the inner pole; however, the outer pole is made of a less expensive material.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Spulenwicklung eine Ringwicklung. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the coil winding is a ring winding. The advantage here is that a simple production is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das erste Material ein Stahl oder ein Ferrit und/oder das zweite Material ist ein Sphäroguss. Von Vorteil ist dabei, dass für den Außenpol ein kostengünstiges Material verwendbar ist und für den Innenpol ein höher permeables Material verwendet ist. Somit ist eine kompakte leistungsfähige Bremse herstellbar, insbesondere ist eine große Wicklung im Magnetkörper ausführbar und eine nur geringe Masse des Magnetkörpers einsetzbar. Der Massenanteil und/oder Volumenanteil der Spulenwicklung im Vergleich zum entsprechenden Anteil des Magnetkörpers ist daher möglichst hoch wählbar.In an advantageous embodiment, the first material is a steel or a ferrite and / or the second material is a nodular cast iron. The advantage here is that a cost-effective material is used for the outer pole and a higher permeable material is used for the inner pole. Thus, a compact powerful brake can be produced, in particular, a large winding in the magnetic body executable and only a small mass of the magnetic body can be used. The mass fraction and / or volume fraction of the coil winding in comparison to the corresponding portion of the magnetic body is therefore highly selectable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenpol in ein anderes Teil des Magnetkörpers, insbesondere Rücken des Magnetkörpers, eingepresst und/oder ist kraftschlüssig mit diesem Teil verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the inner pole is pressed into another part of the magnetic body, in particular the back of the magnetic body, and / or is non-positively connected to this part. The advantage here is that a simple production is achievable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenpol des Magnetkörpers mit dem Rücken des Magnetkörpers einstückig, also einteilig, ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass eine sehr große axiale Tiefe des Aufnahmebereichs für die Bremsspule erzeugbar ist.In an advantageous embodiment, the outer pole of the magnetic body with the back of the magnetic body in one piece, so in one piece, executed. The advantage here is that a very large axial depth of the receiving area for the brake coil can be generated.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenpol im Bereich der Verbindung mit dem anderen Teil des Magnetkörpers verjüngt ausgeführt, so dass ein Hinterschnitt gebildet ist, in welchem der Spulenträger mit Spulenwicklung begrenzt ist, insbesondere zwischen Hinterschnitt und Rücken des Magnetkörpers. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Verbindung zwischen Spulenträger und Magnetkörper, insbesondere Innenpol, erreichbar ist.In an advantageous embodiment of the inner pole is designed to be tapered in the region of the connection with the other part of the magnetic body, so that an undercut is formed, in which the coil carrier is limited with coil winding, in particular between undercut and back of the magnetic body. The advantage here is that a simple connection between coil carrier and magnetic body, in particular inner pole, can be reached.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenträger samt Spulenwicklung mittels Vergussmasse im Magnetkörper vergossen. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte mechanische Stabilität erreichbar ist.In an advantageous embodiment, the coil support including coil winding is encapsulated by potting compound in the magnetic body. The advantage here is that an increased mechanical stability can be achieved.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Anschlussteil, an welchem ein jeweiliges Ende des Spulenwicklungsdrahtes elektrisch verbunden und eine Versorgungsleitung, insbesondere eine Litzenleitung, ist in einen am Spulenträger ausgebildeten taschenförmigen Aufnahmebereich eingeschoben,
insbesondere wobei der Innenpol im vom Anschlussteil überdeckten Umfangswinkelbereich eine Abflachung aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass eine geschützte Aufnahme des Anschlussteils vorgesehen ist, an welchem die Spulenwicklungsdrähte mit Versorgungsleitungen verbunden sind.In an advantageous embodiment, a connection part, to which a respective end of the coil winding wire is electrically connected and a supply line, in particular a stranded conductor, is inserted into a pocket-shaped receiving region formed on the coil carrier,
in particular, wherein the inner pole has a flattening in the peripheral angle region covered by the connecting part. The advantage here is that one protected inclusion of the connection part is provided, on which the coil winding wires are connected to supply lines.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Innenpol im Wesentlichen zylindrisch ausgeformt. Von Vorteil ist dabei, dass die Ringspule in einfacher Weise aufnehmbar ist.In an advantageous embodiment of the inner pole is formed substantially cylindrical. The advantage here is that the toroidal coil is easily received.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Außenpol als Rotationskörper ausgebildet, insbesondere wobei eine Vertiefung zur Führung von elektrischen Leitungen am Außenumfang des Außenpols ausgeformt oder eingearbeitet ist und/oder an der einem Motor zugewandten axialen Stirnseite des Außenpols Bohrlöcher, insbesondere in Umfangsrichtung regelmäßig voneinander beabstandete Bohrlöcher, ausgeformt oder eingearbeitet sind, insbesondere zur Aufnahme von Führungselementen zur Führung einer Ankerscheibe einer Bremse und/oder Beabstandungselementen, welche den Außenpol zu dem mit dem Außenpol verbindbaren Elektromotor beabstanden. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment of the outer pole is designed as a rotary body, in particular wherein a recess for guiding electrical lines on the outer circumference of the outer pole is formed or incorporated and / or on the motor facing axial end face of the outer pole holes, in particular circumferentially spaced drill holes, are formed or incorporated, in particular for receiving guide elements for guiding an armature disc of a brake and / or spacing elements which space the outer pole to the external pole connectable to the electric motor. The advantage here is that a simple production is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenträger ein Spritzgusskunststoffteil. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung erreichbar ist, wobei ein elektrisch isolierender Kunststoff verwendbar ist.In an advantageous embodiment, the coil carrier is an injection molded plastic part. The advantage here is that a simple production can be achieved, with an electrically insulating plastic is used.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Spulenträger ein in Umfangsrichtung umlaufender Kabelführungskanal ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kabelführung integriert ist am Spulenträger.In an advantageous embodiment, a circumferential cable guide channel is formed on the coil carrier. The advantage here is that a cable guide is integrated on the bobbin.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Spulenträger samt Spulenwicklung mittels Vergussmasse im Magnetkörper vergossen. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte mechanische Stabilität erreichbar ist. Die Vergussmasse bewirkt außerdem eine verbesserte Wärmeableitung.In an advantageous embodiment, the coil support including coil winding is encapsulated by potting compound in the magnetic body. The advantage here is that an increased mechanical stability can be achieved. The potting compound also causes improved heat dissipation.
Wichtige Merkmale bei der elektromagnetisch betätigbaren Bremse sind, dass sie mit einem solchen Elektromagnet ausgeführt ist. Somit ist die Bremse sehr kompakt ausführbar und weist eine hohe Leistungsfähigkeit auf.Important features of the electromagnetically actuated brake are that it is designed with such an electromagnet. Thus, the brake is very compact executable and has a high performance.
Wichtige Merkmale bei dem Bremsmotor sind, dass der Bremsmotor einen Elektromotor mit einer solchen elektromagnetisch betätigbaren Bremse umfasst. Von Vorteil ist dabei, dass eine kompakte leistungsfähige Bremse am Motor integrierbar ist, so dass das Gewicht des Motors sehr gering ist.Important features of the brake motor are that the brake motor comprises an electric motor with such an electromagnetically actuated brake. The advantage here is that a compact powerful brake on the engine can be integrated, so that the weight of the engine is very low.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination options of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or the task posing by comparison with the prior art arise.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert: In der
In der
In der
In der
Wie in den Figuren gezeigt, weist ein Magnetkörper einer Bremsspule einer elektromagnetisch betätigbaren Bremse einen ringförmigen Außenpol
Als Material des Magnetkörpers wird vorzugsweise ein ferromagnetisches Material eingesetzt, insbesondere beispielsweise ein ferromagnetischer Stahl oder ein Stahlguss, insbesondere Sphäroguss.As the material of the magnetic body, a ferromagnetic material is preferably used, in particular, for example, a ferromagnetic steel or a cast steel, in particular ductile iron.
Der Rücken
Der Innenpol
Der Innenpol
Der Außenpol
Die Bremsspulenwicklungsanschlussleitungen
An das jeweilige Anschlussteil
Der Spulenträger
Der Spulenträger
Mittels der Vertiefung
Der Spulenträger
An demjenigen Umfangswinkelbereich, an welchem das Anschlussteil
Der Innenpol
Das Anschlussteil
Die Bremsspule wird mit Gleichstrom versorgt. Bei Bestromung wird eine mit dem Magnetkörper drehfest verbundene, axial bewegbar angeordnete, aus Stahl gefertigte Ankerscheibe der Bremse axial zum Magnetkörper hin bewegt entgegen der von am Magnetkörper abgestützten Federelementen erzeugten Federkraft. Bei Nicht-Bestromung wird die Ankerscheibe vom Magnetkörper weggedrückt und dabei gegen einen drehfest mit der Bremsrotorwelle verbundenen,
Vorteiligerweise ist der Innenpol
Advantageously, the
Da Außenpol
Mittels des Hinterschnitts
Durch die Einpresstiefe des Innenpols
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Außenpol des MagnetkörpersPole of the magnetic body
- 22
- Rücken des MagnetkörpersBack of the magnetic body
- 33
- Vertiefung zur Kabelführung, insbesondere zur Führung der StatorleitungenDeepening for cable routing, in particular for guiding the stator lines
- 44
- BremsspulenwicklungsanschlussleitungBrake coil winding lead
- 55
- Anschlussteil, insbesondere Stanz-BiegeteilConnecting part, in particular stamped and bent part
- 66
- Innenpolpole
- 77
- Abflachungflattening
- 88th
- Spulenträgercoil carrier
- 3030
- Spulenwicklungcoil winding
- 3131
-
Aufnahmebereich für Anschlussteil
5 Reception area forconnection part 5 - 3232
-
taschenförmiger Spulenkörperabschnitt zur Bildung des Aufnahmebereichs für Anschlussteil
5 und/oder Kabelführungpocket-shaped bobbin portion for forming the receiving portion for connectingpart 5 and / or cable management - 3333
- Hinterschnittundercut
- 4040
- Vergussmassepotting compound
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